吳 杰，師子文，崔 筱，胡素娟，劉 芹，張玉亭，孔維麗

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 鄭州 450002； 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所 鄭州 450002）

平菇因具有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)和顯著的抗病毒、抗氧化效果[1-2]，在全球范圍內(nèi)廣泛種植。平菇是我國第三大食用菌栽培種類，2020年總產(chǎn)量682.96 萬t，主要分布在山東、河南、河北黃淮海地區(qū)，其中河南平菇產(chǎn)量達117.17 萬t，占全國產(chǎn)量的17.2%[3]。隨著居民收入增加，保健意識增強，對鮮平菇周年消費需求逐年增加[4]，分散栽培模式以季節(jié)性供應(yīng)為主，工廠化周年生產(chǎn)模式成為未來平菇發(fā)展方向，工廠化平菇品種要求第一茬菇生物學(xué)效率須突破60%[5]，高產(chǎn)是平菇工廠化育種的核心指標(biāo)。平菇產(chǎn)量受多個因子控制，對產(chǎn)量構(gòu)成因子進行準(zhǔn)確分析，研究各性狀因子與產(chǎn)量的相關(guān)性及相互之間的關(guān)系，對把握育種目標(biāo)，指導(dǎo)平菇品種選育意義重大。產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的關(guān)系及在產(chǎn)量組成中的作用一直是近年來食用菌育種關(guān)注的問題，通徑分析及多元回歸方法常用于玉米[6]、水稻[7]、花生[8]產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的研究。食用菌產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的分析文獻較少，盛春鴿等[9]采用通徑及多元回歸分析方法得到了平菇產(chǎn)量與生育期、菌蓋厚度、單菇數(shù)、整齊度等因素的回歸方程。劉立恒等[10]采用相關(guān)性及通徑分析發(fā)現(xiàn)菌蓋直徑、菌蓋厚度和菌柄長度3 個栽培性狀對產(chǎn)量影響最大。董輝等[11]應(yīng)用單棒菇數(shù)、菌蓋直徑、污染率等3 個出菇性狀指標(biāo)對香菇單棒產(chǎn)量進行了回歸分析，并得到產(chǎn)量與3 個因素的回歸方程?，F(xiàn)有報道對產(chǎn)量構(gòu)成采集的因素并不完全一致，還需要進一步驗證。對于平菇工廠栽培品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素分析尚未見報道，筆者以雜交選育的41 個平菇菌株為試驗菌株，采用通徑分析及逐步多元回歸分析的方法對產(chǎn)量構(gòu)成的8 個因子與一茬菇產(chǎn)量進行分析，研究各性狀在產(chǎn)量組成中的相對重要性及各性狀間的相關(guān)性，建立產(chǎn)量構(gòu)成回歸模型，指導(dǎo)平菇工廠化生產(chǎn)改善管理措施，協(xié)調(diào)各性狀達到最佳程度，從而為平菇高產(chǎn)育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試菌株

以收集保存的41 個平菇菌株種質(zhì)資源為研究材料，均來源于河南省食用菌種質(zhì)資源庫，按照PZ01～PZ41 對材料進行編號，41 個菌株由栽培菌株黑抗650 與5 個野生菌株駐研1 號（ZY-1）、NY-2、NY-3、盧氏野生平菇（LP）、陜州野生平菇（SP）通過單孢雜交獲得（表1）。

表1 參試菌種信息

1.2 參試培養(yǎng)基

母種培養(yǎng)基：馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA），購自北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司。栽培袋培養(yǎng)基配方：棉籽殼98%，石灰2%，V料∶V水=1.0∶1.3；棉籽殼購自河北省，石灰購自原陽。主要儀器：一次性使用培養(yǎng)皿（江蘇揚州市光華醫(yī)療器械廠）、恒溫培養(yǎng)箱（上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司）、裝袋機（河南內(nèi)黃縣昌興生物機械設(shè)備有限公司）、高壓蒸汽滅菌鍋（上海申安醫(yī)療器械廠）、超凈工作臺（江蘇蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司）、電子數(shù)顯卡尺（昌邑市瑞源經(jīng)貿(mào)有限公司）、電子天平（余姚紀(jì)銘稱重校驗設(shè)備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 平菇栽培袋制作時間、地點及方法 2021 年9 月5 日制作栽培袋，栽培地點為原陽縣平原新區(qū)河南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)基地。按照配方將棉籽殼培養(yǎng)料加入攪拌機攪拌均勻，采用14 cm 規(guī)格的裝袋機裝袋，出料孔徑為14 cm。菌袋為規(guī)格14 cm×28 cm 的聚丙烯袋，一端封口，一端加套環(huán)，每袋料質(zhì)量550 g，20 ℃高壓滅菌90 min，冷卻室內(nèi)降溫至25 ℃左右開始接種，無菌室內(nèi)采用無菌接種方式。每個培養(yǎng)皿接種9 袋，每個品種接種30袋，接種后培養(yǎng)袋置于25 ℃培養(yǎng)至菌絲滿袋。

1.3.2 產(chǎn)量相關(guān)性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)采集 10 月8 日，菌絲滿袋后移入拱形大棚內(nèi)進行出菇管理，品種間隨機區(qū)組排列。每個參試菌株30 袋，10 袋為1 組，3次重復(fù)。大棚內(nèi)溫度10～28 ℃，濕度80%～95%，二氧化碳濃度小于407.23 mL·L-1，光照度100 lx。記錄出菇時間及出菇率，子實體七成熟采收，每組選擇3 朵子實體記錄菌蓋直徑1 cm 以上的菇片數(shù)量并計算平均每朵菇的菇片個數(shù)；選取20 片代表性的菇片，計算質(zhì)量；稱量每組一茬菇產(chǎn)量。將選取的20 片菇片，根據(jù)《植物品種特異性（可區(qū)別性）、一致性和穩(wěn)定性測試指南（NY/T 3718—2020）》的方法測量子實體菌蓋、菌柄特征性狀。分析數(shù)據(jù)為3 組數(shù)據(jù)平均值。

出菇率/%=（M-N）/M×100；

N 為未出菇袋數(shù)，M 為每組總袋數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用IBM SPSS Statistics 22 和Microsoft Excel 2007 軟件對數(shù)據(jù)進行差異性、相關(guān)性、回歸分析，并得出產(chǎn)量回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 平菇產(chǎn)量相關(guān)性狀及差異顯著性檢驗

由表2 可以看出，供試各品種平菇主要農(nóng)藝性狀與一茬菇產(chǎn)量性狀差異較大。其中PZ09 一茬菇產(chǎn)量最高，PZ39、PZ41、PZ22、PZ40、PZ23 次之，PZ11 產(chǎn)量最低；菌蓋長度最長的菌株為PZ41，最短的為PZ18，且兩者相差很大；PZ29 菌蓋寬度最大，同時也具有較大的菌蓋長度，是一種菌蓋較大菌株；PZ21 的菌蓋厚度和菌柄長度都為最大值；PZ11的菌柄直徑最大，但是出菇率最低；PZ15 的平均朵片數(shù)最小，但20 片成菇質(zhì)量最大。

表2 試驗菌種主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量

表3 對41 個平菇雜交品種子實體菌蓋長度、菌蓋寬度、菌蓋厚度、菌柄長度、菌柄直徑、出菇率、平均朵片數(shù)、20 片成菇質(zhì)量、一茬菇產(chǎn)量進行方差分析，結(jié)果表明，各性狀間存在極顯著差異，因此可以進行后續(xù)的分析。

表3 方差分析

2.2 平菇產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的遺傳相關(guān)性分析

由表4 可以看出，平菇產(chǎn)量與菌蓋寬度、菌蓋厚度、菌柄直徑、出菇率這4 個性狀顯著相關(guān)，與菌蓋寬度呈顯著正相關(guān)，與出菇率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.477、0.704，與菌蓋厚度呈極顯著負相關(guān)，與菌柄直徑呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.453 和-0.344。這4 個性狀對平菇產(chǎn)量有著顯著的影響，因此提高出菇率、適當(dāng)增加菌蓋寬度、減少菌蓋厚度和菌柄直徑可能會使平菇的產(chǎn)量得到提高。菌蓋寬度分別與菌蓋長度（相關(guān)系數(shù)=0.506）和出菇率（相關(guān)系數(shù)=0.502）呈極顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)均大于0.5，適當(dāng)增加菌蓋寬度這一性狀，同時能夠增加菌蓋長度，提高出菇率，從而提高產(chǎn)量。菌蓋厚度與菌蓋長度（相關(guān)系數(shù)=-0.154）呈顯著負相關(guān)，與菌柄直徑（相關(guān)系數(shù)=0.318）呈顯著正相關(guān)，減少菌蓋厚度同時能夠降低菌柄直徑并提高菌蓋長度，提高產(chǎn)量；菌柄直徑與出菇率（相關(guān)系數(shù)=0.380）、平均朵片數(shù)（相關(guān)系數(shù)=0.387）和20 片成菇質(zhì)量（相關(guān)系數(shù)=0.354）呈顯著正相關(guān)；出菇率與菌柄長度（相關(guān)系數(shù)=-0.317）也呈顯著負相關(guān)，表明菌柄長度降低，能夠提高出菇率，從營養(yǎng)利用角度考慮，菌柄營養(yǎng)利用減少，不僅提高了菌蓋營養(yǎng)利用率和出菇率，還提高了產(chǎn)量。菌蓋長度與平均朵片數(shù)（相關(guān)系數(shù)=0.516）呈極顯著正相關(guān)，與20 片成菇質(zhì)量（相關(guān)系數(shù)=-0.636）呈極顯著負相關(guān)；平均朵片數(shù)與20 片成菇質(zhì)量（相關(guān)系數(shù)=0.622）呈極顯著正相關(guān)，表明朵片數(shù)越多，20 片成菇質(zhì)量越大。與一茬菇產(chǎn)量呈顯著相關(guān)的性狀之間也存在相互制約的關(guān)系，4 個性狀與其他產(chǎn)量性狀之間的部分相關(guān)系數(shù)的絕對值達到了0.35 的極顯著水平。因此，平菇高產(chǎn)菌株高產(chǎn)性狀除了4 個主要因素之外，需要綜合考慮產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。

表4 產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀之間相關(guān)性

2.3 平菇產(chǎn)量性狀的回歸分析

為了進一步研究產(chǎn)量相關(guān)因素與產(chǎn)量之間的關(guān)系，采用多元逐步回歸的分析方法，通過逐步對偏回歸系數(shù)進行顯著性檢驗，將變量逐個引入模型。首先引入出菇率（表5，模型1），然后對未被引入的的變量進行顯著性檢驗和t檢驗（表6，模型1），檢驗結(jié)果表明，菌蓋厚度達到了顯著性水平，被引入模型2（表6）。通過逐步引入的方法確保每次引入新的變量之前，回歸方程中只包含顯著性變量。通過這種反復(fù)的過程，直到?jīng)]有顯著的解釋變量引入回歸方程為止，以建最優(yōu)回歸方程。以一茬菇產(chǎn)量（Y）為因變量，以菌蓋長度（X1）、菌蓋寬度（X2）、菌蓋厚度（X3）、菌柄長度（X4）、菌柄直徑（X5）、出菇率（X6）、平均朵片數(shù)（X7）、20 片成菇質(zhì)量（X8）為自變量進行逐步回歸分析。從表7 得知，隨著自變量被引入，相關(guān)系數(shù)R和決定系數(shù)R2逐漸增大，說明引入的自變量對理論產(chǎn)量的作用在增加，最后決定系數(shù)R2=0.841，則剩余因子e= 1-0.8412=0.293，該值較大，說明還有對產(chǎn)量有影響的因素未考慮到，有待于更深入的的研究。

表5 引入變量模型分析

表6 排除變量模型分析

表7 相關(guān)系數(shù)與決定系數(shù)模型分析

通過變量系數(shù)表以及對應(yīng)的顯著性檢驗結(jié)果，可以得到線性回歸方程Y=0.270X2-0.359X3+0.552X6，由于常數(shù)9.741×10-16太小，忽略不計。顯著性檢測結(jié)果表明，所篩選留下來的3 個因素的偏回歸達到了顯著性檢測結(jié)果的水平，具有統(tǒng)計學(xué)意義，可以保留在方程中。獲得回歸方程后，為了驗證回歸模型的可靠性和可信度，對表5 的模型進行了共線性診斷，得到結(jié)果VIF均＜2，說明不存在多重共線性。隨后通過殘差正態(tài)分布考察，殘差的分布結(jié)果也滿足正態(tài)分布條件。通過驗證，表明線性回歸方程具有可靠性和可信度。

2.4 通徑分析

由表8 可知，菌蓋寬度、菌蓋厚度、出菇率對一茬菇產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)達到極顯著水平，相關(guān)程度大小為出菇率＞菌蓋寬度＞菌蓋厚度，出菇率對一茬菇產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.552，相關(guān)系數(shù)達到0.704，是3 個因素中直接作用最大的性狀，說明出菇率對一茬菇產(chǎn)量的直接效應(yīng)占據(jù)重要地位，工廠化平菇育種中應(yīng)該著重考慮出菇率這一性狀。出菇率對菌蓋寬度（0.136）和菌蓋厚度（0.075）的間接效應(yīng)都是正值，菌蓋寬度的間接效應(yīng)值最大，因此提高出菇率有助于增加菌蓋寬度。

表8 產(chǎn)量相關(guān)性狀間的通徑分析

菌蓋厚度對一茬菇產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為-0.359，相關(guān)系數(shù)為-0.453，均為負值。從間接通徑系數(shù)來看，菌蓋厚度對菌蓋寬度（-0.005）和出菇率（-0.116）的間接作用均為負值。對菌蓋寬度的間接效應(yīng)較低，因此，在育種過程中選擇合適菌蓋厚度的品種，在高產(chǎn)管理方面適當(dāng)控制菌蓋的厚度有利于高產(chǎn)。

菌蓋寬度對一茬菇產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.270，相關(guān)系數(shù)為0.477，菌蓋寬度對出菇率的間接通徑系數(shù)為0.277，說明菌蓋寬度對出菇率的影響較大，對菌蓋厚度的間接通徑系數(shù)為0.007，影響較小。

3 討論與結(jié)論

菌蓋顏色是影響消費者購買行為的重要因素，所以目前相關(guān)研究的重點偏向了菌蓋顏色這一商品性狀，其中張妍等[12]對平菇色素進行了分離鑒定，發(fā)現(xiàn)了控制菌蓋顏色的關(guān)鍵基因——酪氨酸酶基因[13-14]。但產(chǎn)量是評價平菇品種好壞的一個重要指標(biāo)，筆者對41 個平菇雜交菌株的9 個性狀指標(biāo)進行差異顯著性檢驗、相關(guān)性分析，結(jié)果表明一茬菇產(chǎn)量和出菇率、菌蓋寬度、菌蓋厚度、菌柄直徑這4個性狀顯著相關(guān)，其中與出菇率呈極顯著正相關(guān)，與菌蓋寬度呈顯著正相關(guān)，與菌蓋厚度呈極顯著負相關(guān)，與菌柄直徑呈顯著負相關(guān)。

通徑分析是在相關(guān)分析和回歸分析的基礎(chǔ)上，進一步研究自變量和因變量之間的關(guān)系，并將相關(guān)系數(shù)分解為直接作用系數(shù)和間接作用系數(shù)，揭示了各因子對產(chǎn)量的重要性，比相關(guān)分析和回歸分析更加精確合理[15]。進一步通過通徑分析，更加詳細地得到菌蓋寬度、菌蓋厚度、出菇率3 個出菇性狀指標(biāo)對產(chǎn)量的直接和間接影響。通徑分析這一分析方法已經(jīng)在大多數(shù)農(nóng)作物上廣泛使用，盛春鴿等[9]曾通過通徑分析的方法發(fā)現(xiàn)平菇產(chǎn)量與生育期、菌蓋厚度、單菇數(shù)、整齊度密切相關(guān)，整齊度和出菇率兩個因素是一致的，數(shù)據(jù)采集并不完全一致。生育期在筆者的研究中未涉及，平均朵片數(shù)在本研究里面未達到顯著水平，文獻里面單菇數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)也是最小的；劉立恒等[10]的試驗中都得到了菌蓋厚度與產(chǎn)量有很強的正相關(guān)性，與筆者的研究結(jié)果不同，造成差異的原因可能是品種、產(chǎn)量構(gòu)成因素及采集方式的不同。而筆者試驗所選材料為通過單孢雜交獲得的雜交群體，其一親本黑抗650 為專利高產(chǎn)菌株，可以更好地通過親本與雜交子之間的性狀差異來探究影響產(chǎn)量的因素。以8 個因素與一茬菇產(chǎn)量進行逐步回歸分析得到出菇率、菌蓋厚度、菌蓋寬度3 個因素對產(chǎn)量具有顯著性影響，隨著自變量的引入，相關(guān)系數(shù)和確定系數(shù)增大，而決定系數(shù)R2=0.841，則剩余因子e= 1-0.8412=0.293，該值較大，說明還有對產(chǎn)量有影響的因素未考慮到，有待于更深入的研究。

一茬菇出菇率是影響工廠化平菇栽培的關(guān)鍵因素,同時出菇率受菌蓋寬度、菌蓋長度、菌柄直徑等因素影響，相關(guān)性分析結(jié)果表明，菌柄的長短與出菇率呈顯著負相關(guān)，菌蓋寬度與出菇率呈極顯著正相關(guān)，菌柄直徑與出菇率呈顯著的正相關(guān)。從營養(yǎng)利用角度考慮，菌柄長度方面的營養(yǎng)利用減少，提高了菌蓋營養(yǎng)利用率和出菇率，從而提高產(chǎn)量。所以在實際生產(chǎn)中，除了品種自身的特性之外，生產(chǎn)環(huán)境對出菇率及子實體性狀的影響較大，因此采用合理的栽培管理方式，保證菌株的出菇率是生產(chǎn)管理的關(guān)鍵；在發(fā)菌階段，適當(dāng)降低環(huán)境的溫度，延長生育期，保證菌絲生長發(fā)育一致性，可以有效提高一茬菇的出菇率，達到增產(chǎn)目的[16]。

菌蓋在平菇產(chǎn)量中的占比非常高，也是平菇的主要食用部分。筆者通過研究得出菌蓋寬度、菌蓋厚度與菌蓋相關(guān)的數(shù)量性狀和產(chǎn)量具有顯著的相關(guān)性，為圍繞菌蓋開展數(shù)量性狀位點的挖掘、開展平菇菌蓋發(fā)育調(diào)控機制研究提供了方向，也為平菇育種工作提供了參考和借鑒。